(Luận văn) tính toán, thiết kế cơ cấu truyền động và kết cấu của thiết bị rút lõi gỗ dừa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - LÊ VĂN THANH lu an n va KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA p ie gh tn to TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG VÀ d oa nl w va an lu ll u nf LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hà Nội, 2012 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - LÊ VĂN THANH TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA lu an n va gh tn to ie CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ p GỖ GIẤY d oa nl w MÃ SỐ: 60.52.24 va an lu ll u nf LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT oi m z at nh z NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HOÀNG HỮU NGUYÊN m co l gm @ an Lu Hà Nội, 2012 n va ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn lu an va n Lê Văn Thanh p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn thạc sỹ, xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo: PGS.TS Hồng Hữu Ngun tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn đến thầy, cô giáo, nhà khoa học thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp nhiệt tình giúp đỡ phương pháp nghiên cứu, tài liệu chuyên môn liên quan đến luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo, tập thể giáo viên, công nhân Cơ sở Trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa khí, Trường cao đẳng cơng nghệ Thủ Đức lu hết lịng giúp đỡ tơi hồn thành luận văn an n va Qua đây, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình tơi Trong q trình tơi để tơi hồn thành tốt u cầu khoa học đề Xin gửi lời cảm ơn chân thành lời chúc sức khỏe p ie gh tn to học tập hoàn thành luận văn động viên tạo cho điều kiện tốt d oa nl w Tác giả luận văn nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Các ký hiệu dung đề tài v Danh mục bảng biểu vi Danh mục hình vii Mở đầu Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU lu 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU an 1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU va n 1.2.1 Nghiên cứu sơ sơ đồ nguyên lý máy khoan rút lõi mũi tn to khoan rút lõi gh 1.2.2 Đối tượng gia công ie p 1.2.3 Đối tượng nghiên cứu 1.2.3.1 Đối tượng nghiên cứu chủ yếu nl w 1.2.3.2 Sự phát triển hệ thống khoan lõi oa d 1.2.3.3 Một số kết cấu máy gia công nguyên liệu dừa lu 15 an 1.2.3.4 Bản chất trình cắt gọt rút lõi dừa nf va 22 1.2.3.5 Các sở lý thuyết tính bền áp dụng cho dao cắt kết cấu thiết 34 lm ul bị rút lõi gỗ dừa z at nh oi 1.2.3.6 Nguồn lực dẫn động dao máy tách lõi, sở phương pháp chọn 36 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ z 2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU m 43 an Lu 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 co 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 43 l 2.2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU gm @ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 n va ac th si iv 2.4.1 Phương pháp tiếp cận hệ thống 44 2.4.2 Phương pháp giải tích tốn học 45 2.4.3 Phương pháp tối ưu hố 45 2.4.4 Phương pháp xác định thơng số nghiên cứu máy 45 2.4.5 Phương pháp tiếp cận công nghệ 46 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 NGUYÊN LIỆU CÂY DỪA 47 3.1.1.Thông tin chung dừa 47 3.1.2 Cấu tạo tính chất dừa 47 lu 3.1.2.1 Cấu tạo thô đại an 47 n va 3.1.2.2 Cấu tạo hiển vi 49 51 3.1.3.1 Tính chất vật lý thân dừa tn to 3.1.3 Tính chất vật lý gỗ dừa gh 51 3.1.3.2 Khối lượng thể tích (TCVN 362 – 70 ) ie 52 p 3.1.3.3 Tính hút nước : (TCVN360 – 70) 52 w 3.1.3.4 Tính co rút : (TCVN361 – 70) nl 53 oa 3.1.3.5 Tính dãn nở d 54 3.1.3.6 So sánh tính chất vật lý thân dừa loại gỗ cao su , xà cừ an lu 55 3.1.4 Độ ẩm nguyên liệu nf va 3.1.5 Tính chất học 56 lm ul 56 3.1.5.1.Giới hạn bền nén dọc thân dừa : (TCVN363 – 70) 57 z at nh oi 3.1.5.2.Giới hạn bền nén ngang tiếp tuyến thân dừa 58 3.1.5.3 Giới hạn bền nén ngang xuyên tâm gỗ dừa 59 3.1.5.4.Giới hạn bền kéo dọc gỗ dừa : (TCVN364 – 70) z 59 @ 3.1.5.5 Giới hạn bền uốn tĩnh gỗ dừa : (TCVN365 – 70) gm 60 3.1.5.6 Modul đàn hồi uốn tĩnh gỗ dừa (Mpa) : (TCVN370 – 70) l 62 62 m theo TCVN co 3.1.5.7 So sánh vài tính chất học thân dừa với gỗ cao su , xà cừ an Lu 3.2 LỰA CHỌN NĂNG SUẤT LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 64 n va ac th si v 3.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 65 3.4 ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ 66 3.5 THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY CẮT RÚT LÕI 66 3.5.1 Tính tốn chọn cơng suất động quay dao phân phối tỉ số 66 truyền theo nguyên lý ban đầu 3.5.2 Tính tốn truyền đai 67 3.5.3 Tính tốn truyền bánh nón 74 3.5.4 Thiết kế tính tốn bền cho trục chứa bánh đai lớn bánh 77 nón nhỏ ( Trục 1) lu 3.5.5 Thiết kế tính tốn bền cho trục chứa bánh côn lớn (trục 2) an 82 n va 3.5.6 Lắp ráp kết cấu truyền động dao cắt 86 89 3.5.8 Thiết kế,Tính tốn truyền trục vít me tn to 3.5.7 Thiết kế kết cấu khung cho máy gh 96 3.5.9 Thiết kế, tính tốn phận kẹp phôi dừa ie 100 p 3.5.10 Bản vẽ kết cấu máy rút lõi xem phụ lục 103 w 3.5.11 Bản mô lắp ráp hoạt động máy rút lõi nl 103 an 104 nf va 4.2 KIẾN NGHỊ 104 lu 4.1 KẾT LUẬN d oa Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO lm ul 106 PHỤ LỤC 1: Bản vẽ kết cấu máy rút lõi z at nh oi PHỤ LỤC 2: Tính lực visme 114 145 z m co l gm @ an Lu n va ac th si vi CÁC KÍ HIỆU DÙNG TRONG ĐỀ TÀI Ký hiệu TT Ý nghĩa dm Đường kính trung bình visme (m) dmc Đường kính ngồi visme θ Góc xoắn ren F Lực quay visme (N) l n.p: Chiều dài đoạn ren (m) n Số đầu mối p Bước ren (m) rci Bán kính (m) rco Bán kính ngồi (m) 10 rm Bán kính trung bình 11 rmc ( rci + rco ) / Bán kính đai ốc (m) 12 TR Moment nâng vật (Nm) TL Moment đặt tải trọng (Nm) η Hệ số công suất visme lu an n va p ie gh tn to (radians) (m) Hệ số ma sát visme đai ốc Hệ số ma sát bề mặt ren d μc lu oa nl 15 w 14 13 (m) α 18 W tan-1 l/(π.dm ).Góc xoắn (radians) Lực dọc trục gây visme (N) z at nh oi lm ul 17 nf va μs an 16 z m co l gm @ an Lu n va ac th si vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng 3.1 Kết đếm bó mạch Tên bảng Trang 48 an n va 48 3.3 Mật độ bó mạch thân dừa 25 - 30 tuổi 50 3.4 Đường kính bó mạch thân dừa 25 – 30 tuổi 51 3.5 Khối lượng thể tích khơ kiệt gỗ dừa, g/cm3 52 3.6 Tổng hợp độ hút nước gỗ dừa, % 52 3.7 Tổng hợp kết tỷ lệ co rút gỗ dừa % 53 3.8 Tổng hợp kết tỷ lệ dãn nở gỗ dừa % 54 3.9 Một vài tính chất vật lý thân dừa, gỗ cao su, gỗ xà cừ 55 3.10 Độ ẩm trung bình thân dừa 56 3.11 Giới hạn bền nén dọc thân dừa 57 Giới hạn bền nén ngang tiếp tuyến thân dừa 58 gh tn to Sự giảm dần mật độ bó mạch từ vỏ vào tâm ie lu 3.2 p 3.12 59 3.14 Giới hạn bền kéo dọc gỗ dừa 60 3.15 Giới hạn bền uốn tĩnh gỗ dừa 60 3.16 Modul đàn hồi uốn tĩnh gỗ dừa, Mpa 3.17 Một vài tính chất thân dừa , gỗ cao su xà cừ [5];[6] 62 3.18 So sánh tính chất gỗ dừa với TCVN (TCVN.1072-71) 63 3.19 Kết tính tốn truyền đai phần mềm inventor 12 72 3.20 Kết tính tốn truyền đai phần mềm inventor 12 73 3.21 Thông số đầu vào bánh nón phần mềm inventor 12 75 3.22 Kết tính tốn kiểm nghiệm truyền bánh nón d oa nl w Giới hạn bền nén ngang xuyên tâm gỗ dừa 3.13 lu nf va an 62 z at nh oi lm ul z l gm @ inventor12 76 Biểu đồ ứng suất uốn 3.25 Biểu đồ ứng suất uốn tổng hợp 79 an Lu 3.24 77 m Bảng kết tải trọng tác dụng lên bánh co 3.23 80 n va ac th si viii lu an 3.26 Biều đồ ứng suất xoắn 80 3.27 Biểu đồ ứng suất xoắn 80 3.28 Tiết diện lý tưởng trục 80 3.29 Kết tính tốn kiểm nghiệm ổ lăn trục 81 3.30 Biểu đồ mô men uốn trục 83 3.31 Biểu đồ ứng suất kéo trục 84 3.32 Biểu đồ mô ứng suất xoắn trục 84 3.33 Đường kính lý tưởng trục 84 3.34 Tính tốn kiểm nghiệm ổ lăn cho trụ 85 3.35 Kết cấu thông số kỹ thuật sống lăn 95 n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si 125 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 126 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 127 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 128 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 129 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 130 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 131 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 132 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 133 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 134 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 135 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 136 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 137 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 138 Phụ lục 2: Tính lực visme lu an n va p ie gh tn to OB = Fn cos θ n oa nl w OD = Ff = μs Fn Hình vẽ bên minh họa tác động lực theo phương đứng ngang, d an lu mặt phẳng vuông góc với đường trịn bán kính rm oi lm ul nf không va Áp dụng điều kiện cân bằng, hợp lực theo phương ngang theo phương đứng z at nh z an Lu Fn cos θncos α = W + Ff sin α m co l gm @ Theo phương ngang ta có: n va ac th si 139 Với hệ số ma sát bề mặt vật liệu μs: Ff = μs.Fn , ta có: Fn = W/( cosθncos α - μs.sin α ) Hợp lực tác dụng quanh đường tâm ta moment TR , moment để nâng vật có khối lượng W T R = F.r m = r m.(F f cos α + F n cos θnsin α ) = r m.(μs.F n cos α + F n cos θnsin α ) = r m.(μ s.F n cos α + F n cos θnsin α ) + rmc.μc lu an Phương pháp xác định hệ số ma sát cao su thân dừa mặt phẳng nghiêng: n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si